文／吳禮華 上海電力建設(shè)有限責(zé)任公司 上海 200031

引言：

利用可燃物作為燃料鍋爐產(chǎn)生蒸汽動力的發(fā)電廠簡稱火電廠。從能量轉(zhuǎn)換的觀點分析，其過程為化學(xué)能到熱能，再到機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)換為電能。大多數(shù)國家的火電廠以燃煤為主。煤粉和空氣在鍋爐爐膛空間內(nèi)懸浮并進(jìn)行強(qiáng)烈的混合和氧化燃燒，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；熱能以輻射和熱對流的方式傳遞給鍋爐內(nèi)的高壓水介質(zhì)，分階段完成水的預(yù)熱、汽化和過熱的過程，使水成為高壓高溫的過蒸汽；蒸汽經(jīng)高壓管道有控制地送入汽輪機(jī)，帶動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)；同時帶動發(fā)電機(jī)切割磁感線發(fā)電，電能由發(fā)電廠電氣系統(tǒng)升壓送入電網(wǎng)。發(fā)電廠生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動化，需要電機(jī)拖動主要和輔助設(shè)備。

1、發(fā)電廠主要電機(jī)設(shè)備及分類

1.1 發(fā)電廠主要電機(jī)設(shè)備

發(fā)電廠各輔助系統(tǒng)都配有各種電機(jī)，根據(jù)電壓等級，一般將6KV 以上的分為高壓電機(jī)，比如送風(fēng)機(jī)電機(jī)、一次風(fēng)機(jī)電機(jī)、引風(fēng)機(jī)電機(jī)、凝泵電機(jī)、給水泵電機(jī)、循環(huán)水泵電機(jī)、輸煤皮帶電機(jī)、脫硫爆氣風(fēng)機(jī)電機(jī)等。一般將480V 及以下電機(jī)稱為低壓電機(jī)，如排污泵、起重設(shè)備、以及各輔助系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)、攪拌、運(yùn)輸、制動、計量、排氣等設(shè)備都屬于低壓電機(jī)。在火力發(fā)電廠中，輸煤系統(tǒng)、制氫站、燃油泵房都要求采用防爆電機(jī)，其他區(qū)域采用普通電機(jī)。

生產(chǎn)運(yùn)行中，由于電機(jī)設(shè)備選型原因及保管、運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)、環(huán)境惡劣等因素致使潮氣進(jìn)入電動機(jī)內(nèi)部造成凝露或電動機(jī)直接進(jìn)水，導(dǎo)致電動機(jī)絕緣電阻下降，影響電動機(jī)的正常運(yùn)行。

1.2 電機(jī)的定義和結(jié)構(gòu)

（1）電機(jī)俗稱馬達(dá)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種旋轉(zhuǎn)設(shè)備。分為電動機(jī)，符號為M；和發(fā)電機(jī)，符號為G；它的主要作用是利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

（2）電機(jī)的結(jié)構(gòu)。電動機(jī)的結(jié)構(gòu)，是由定子、轉(zhuǎn)子和其它附件組成。

①定子，靜止部分，包含定子鐵心、定子繞組、機(jī)座。a.定子鐵心，是電機(jī)磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。b.定子繞組，屬于電動機(jī)的電路部分，通入交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。由三個在空間互隔120°的角度、隊稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。c.機(jī)座，定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子固定，并起散熱、防護(hù)等作用。

②轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)部分，包含轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、其它附件。a.轉(zhuǎn)子鐵心，作為電機(jī)磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。b.轉(zhuǎn)子繞組，切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的作用。分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。

③其它附件。由支撐作用端蓋，連接轉(zhuǎn)動部分與不動部分的軸承，保護(hù)軸承的軸承端蓋的軸承，冷卻電動機(jī)的風(fēng)扇。

1.3 電機(jī)的分類

電機(jī)按照不同的分類方式，可以做以下分類。按工作電源種類可以分類為直流電機(jī)、交流電機(jī)。按結(jié)構(gòu)和工作原理可以分類為直流電動機(jī)、異步電動機(jī)、同步電動機(jī)。按起動與運(yùn)行方式可以分類為電容起動式單相異步電動機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動機(jī)、電容起動運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動機(jī)、分相式單相異步電動機(jī)。按用途可以分類為驅(qū)動用電動機(jī)、控制用電動機(jī)。按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可以分類為籠型感應(yīng)電動機(jī)、繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(jī)。按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可以分類為高速電動機(jī)、低速電動機(jī)、恒速電動機(jī)、調(diào)速電動機(jī)。按照電壓等級分類可以分為高壓電機(jī)、低壓電機(jī)。按照防爆等級分類可以分為防爆電機(jī)、普通電機(jī)。

2、電機(jī)絕緣狀況的判定和檢查

2.1 電機(jī)絕緣測量條件

根據(jù)電力運(yùn)行規(guī)程，出現(xiàn)以下情況必須測量電機(jī)絕緣電阻。（1）新安裝的電機(jī)，安裝后做常規(guī)性試驗；檢修之后的電機(jī)必須測量絕緣電阻。（2）電機(jī)停電時間超過7 天，送電之前必須測量絕緣電阻。如果電機(jī)的工作環(huán)境不好，停電時間到5天時，送電之前必須測量絕緣電阻。（3）電機(jī)處于備用狀態(tài)時，必須定期測量絕緣電阻，每月最少測量 2 次。

2.2 電機(jī)絕緣的測量方法

從電機(jī)的開關(guān)出線側(cè)測量異步電機(jī)繞組的絕緣電阻，測量結(jié)果是出線到電機(jī)接線盒之間電纜和電機(jī)整體的絕緣電阻值。若接到運(yùn)行人員報告所測某臺電機(jī)絕緣偏低，檢修人員要正確判斷異步電機(jī)絕緣是否合格，需要打開電機(jī)接線盒將電纜甩開，正確使用搖表測量電動機(jī)繞組的絕緣電阻。

2.3 電機(jī)絕緣的合格標(biāo)準(zhǔn)

6kV 高壓異步電機(jī)使用2500V 搖表進(jìn)行測量，定子繞組絕緣電阻≥1MΩ/kV，并做吸收比（R60/R15）試驗，計算吸收比≥1.3。380V 低壓電機(jī)使用500～1000V搖表測量，絕緣電阻值≥0.5MΩ。

2.4 電機(jī)絕緣偏低的主要原因

（1）異步電機(jī)受潮。因受潮引起電機(jī)絕緣差的情況占85%以上，常見的方法是對電機(jī)進(jìn)行干燥處理。（2）繞組上灰塵過多。清除繞組灰塵即可解決絕緣偏低缺陷。（3）引出線和接線盒內(nèi)絕緣不良，要重新包扎、接線。（4）電機(jī)繞組老化。主要出現(xiàn)在運(yùn)行時間較長的電機(jī)，繞組老化需及時返廠重新浸漆或重新繞制，必要時更換新電機(jī)。電機(jī)受潮是電機(jī)絕緣偏低最常見、最主要的原因。

3、電機(jī)絕緣低預(yù)防措施

3.1 提升廠家制造工藝水平

電機(jī)絕緣是以幾種絕緣材料組合而成，在未經(jīng)過絕緣處理前呈松散狀態(tài)，不能滿足電機(jī)運(yùn)行條件的要求，高壓電機(jī)的線圈在繞包云母帶后，必須經(jīng)過磨具壓縮活真空壓力浸漆才能成為整體絕緣，定子在下線后整體經(jīng)過真空壓力浸漆工藝的高壓電機(jī)，其質(zhì)量才能更容易受到用戶的信任。

3.1.1 增加導(dǎo)熱性和耐熱性

絕緣結(jié)構(gòu)中的材料內(nèi)部有微孔，組合層間的空隙，絕緣漆填充微孔和空隙后改善了導(dǎo)熱性。因為絕緣漆的熱導(dǎo)率為0.14～0.16W/(m.k),空氣的為0.025～0.030W/(m.k)，相差5 倍以上。白胚電機(jī)的溫升可高于浸漆前10K 以上，真空浸漆或者滴漆電機(jī)溫升比普通浸漆的約可降低5K。

3.1.2 改善耐環(huán)境因素能力

電機(jī)絕緣在潮氣、酸、堿和其他有害介質(zhì)的侵蝕下，往往會導(dǎo)致絕緣性能下降而發(fā)生被擊穿現(xiàn)場，所以各類電機(jī)都按照各自的要求進(jìn)行濕熱試驗。因此絕緣處理能夠減緩環(huán)境介質(zhì)侵蝕的速度和程度。對惡劣環(huán)境中使用的電機(jī)，需要加強(qiáng)絕緣處理，通常的方法是增加浸漆的次數(shù)，或者選用耐環(huán)境因素好的絕緣漆。

3.1.3 優(yōu)化介電性能

空氣的擊穿強(qiáng)度遠(yuǎn)低于其他絕緣材料，絕緣的損壞，往往是由氣隙中局部放電引起的擊穿。絕緣漆填充空氣隙后能改善電場分布情況，提高整個絕緣結(jié)構(gòu)的介電性能。

3.1.4 提高機(jī)械性能

電機(jī)在運(yùn)行時，由于電機(jī)本身和主機(jī)的震動，電磁應(yīng)力，熱脹冷縮產(chǎn)生的機(jī)械力，都能夠造成絕緣的損傷和損壞。這種機(jī)械應(yīng)力在頻繁啟動和正逆轉(zhuǎn)的電機(jī)中，尤為嚴(yán)酷。絕緣處理后，把繞組和絕緣粘結(jié)成一個整體，整體性好將明顯增加耐機(jī)械因素的能力。

3.2 管理電機(jī)采購運(yùn)輸能力

（1）根據(jù)合同技術(shù)規(guī)格及圖紙要求，采購滿足技術(shù)協(xié)議要求的電機(jī)設(shè)備。（2）電機(jī)接線盒，原則上安裝在電機(jī)本體一同運(yùn)輸，如遇到設(shè)備較大，必須分開運(yùn)輸?shù)臅r候，電機(jī)的接線盒，應(yīng)該采用可靠的臨時措施進(jìn)行密封。（3）當(dāng)設(shè)備需要進(jìn)行海運(yùn)時，應(yīng)該采用抽真空，采用錫箔紙進(jìn)行整體密封，確保運(yùn)輸過程中不受潮氣的浸入。（4）運(yùn)輸過程中，由于海關(guān)人員的檢查等，會對設(shè)備包裝造成損壞，到達(dá)倉庫后，需要對損壞的保證進(jìn)行修復(fù)。（5）電機(jī)屬于重要的設(shè)備，一般要求存放在室內(nèi)倉庫，如果遇到潮濕地區(qū)，倉庫內(nèi)需要配置除濕、干燥的設(shè)備。（6）電機(jī)存放在倉庫中，超過3 個月未安裝，一般兩個月需要測量一次絕緣，并且做好記錄，對倉庫的溫度、濕度也應(yīng)該做好記錄。

3.3 提升電機(jī)安裝調(diào)試質(zhì)量

（1）完善電機(jī)接線盒封堵、防止潮氣竄入接線盒。（2）確認(rèn)動力電纜是否固定牢固，是否會因為電機(jī)震動而導(dǎo)致接線松動。（3）檢查電纜進(jìn)入接線盒的密封，確保接線緊固可靠，一般采用格蘭頭密封。（4）電機(jī)本體頂部，是否有其他管道法蘭接口，避免各種介質(zhì)跑冒滴漏導(dǎo)致電機(jī)受潮。（5）在單體調(diào)試過程，需要校驗電機(jī)本體的溫度準(zhǔn)確性。（6）系統(tǒng)調(diào)試過程中，需要對將就地溫度顯示在DCS 中，各種溫度量程需要設(shè)置完好；確保電機(jī)運(yùn)行過程中，能夠正常顯示電機(jī)本體的溫度；如果發(fā)生異常，能夠聯(lián)動停設(shè)備，確保設(shè)備安全。

3.4 做好電機(jī)運(yùn)行檢修維護(hù)

（1）檢修人員發(fā)揮主觀能動性，增加易受潮電機(jī)維護(hù)頻次。在設(shè)備停運(yùn)期間測量易受潮電機(jī)絕緣電阻值，以便采取相應(yīng)措施。（2）加強(qiáng)電機(jī)溫度運(yùn)行監(jiān)視、對溫度偏高的電機(jī)及時采取降溫措施，防止繞組因溫度高加快老化。（3）電機(jī)停機(jī)后，潮濕環(huán)境需要及時啟動加熱器。電機(jī)停機(jī)時，為防止潮氣冷凝，需及時啟動防冷凝加熱器，將電機(jī)周圍空氣加熱到比環(huán)境溫度略高，將機(jī)內(nèi)潮氣驅(qū)出。（4）引出線和接線盒內(nèi)絕緣不良預(yù)防措施強(qiáng)對檢修人員檢修工藝培訓(xùn)、嚴(yán)格執(zhí)行檢修文件包驗收制度。（5）做好電機(jī)檢修臺賬，在合理檢修周期內(nèi)對電機(jī)繞組灰塵進(jìn)行清理。（6）對于服役時間較長的電機(jī)，且因繞組老化多次引起電機(jī)絕緣偏低，需及時更換新電機(jī)。

4、電機(jī)絕緣低處理方法

4.1 快速干燥處理法

主要適用于電機(jī)接線盒內(nèi)受潮或凝露，且電機(jī)內(nèi)部侵入潮氣不嚴(yán)重的低壓電機(jī)。從現(xiàn)場檢修電源箱接臨時電為熱風(fēng)槍供電，打開電機(jī)接線盒，用熱風(fēng)槍將接線盒內(nèi)凝露烘干，并將潮氣排出，幾分鐘后即可烘干。同時檢查接線盒的嚴(yán)密性，確保潮氣不進(jìn)入接線盒及電機(jī)。烘干后，電機(jī)的絕緣電阻迅速上升，用500V 搖表測量低壓電機(jī)繞組的絕緣電阻，當(dāng)阻值＞0.5MΩ 即可正常啟動。

4.2 電加熱烘烤法

適用電動機(jī)內(nèi)部受潮嚴(yán)重的情況。低壓電機(jī)因自身便于拆卸，解體方便，可以采用此方法。將低壓電動機(jī)轉(zhuǎn)子抽出，用碘鎢燈烘烤定子繞組，注意烘烤過程中不要過于靠近線圈，防止烤壞線圈。若低壓電機(jī)為敞開式電機(jī)，可以直接用碘鎢燈烘烤，無需將轉(zhuǎn)子抽出。如果現(xiàn)場有烘箱，可以直接將電機(jī)的蓋子打開，將電機(jī)整體放入烘箱中，溫度控制在70℃以下干燥，一般24 小時候后絕緣即可合格。

4.3 熱風(fēng)保養(yǎng)裝置干燥法

采用發(fā)電機(jī)離相母線熱風(fēng)保養(yǎng)裝置，通過制作一個法蘭接口，通過電機(jī)本體的檢修孔，給電機(jī)本體通入熱風(fēng)，同時打開對側(cè)檢修孔蓋子，便于內(nèi)部潮濕的空氣排除。通過DCS 畫面檢測電機(jī)本體套組的溫度.一般在天氣干燥的時候進(jìn)行，熱風(fēng)投入8～10 小時候后，電機(jī)絕緣會快速提升。

4.4 電流干燥法

在電動機(jī)的定子繞組接入低壓電流是電流干燥法的原理，電機(jī)的轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，由電機(jī)本身銅損產(chǎn)生的溫度來使電機(jī)內(nèi)部干燥，電機(jī)定轉(zhuǎn)子在干燥時會同時發(fā)熱，干燥速度比較快，一般用于高壓受潮電機(jī)的干燥。同時在DCS畫面，電機(jī)的繞組溫度必須低于其規(guī)定的絕緣等級要求的溫度，為保證安全，最好低于其規(guī)定溫度10℃以下，一般干燥時繞組溫度控制在70℃～80℃為最佳。監(jiān)測電機(jī)本體的溫度變化，每隔2 小時，做一次巡視和記錄，電機(jī)接線盒做好帶電標(biāo)識，防止其他人勿碰。

結(jié)語：

通過以上分析，對發(fā)電廠的電機(jī)有進(jìn)一步的了解，對電機(jī)的絕緣預(yù)防有系統(tǒng)性的認(rèn)識，為設(shè)備的制造和選型及后續(xù)的安裝調(diào)試有指導(dǎo)性意見。電機(jī)受潮后干燥的具體方法較多，生產(chǎn)運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況選用適當(dāng)?shù)母稍锓椒▽﹄姍C(jī)進(jìn)行處理，需要注意電機(jī)溫度不能超過其允許值，不能對電機(jī)絕緣產(chǎn)生新的破壞；干燥期間監(jiān)測好設(shè)備電流、電壓、溫度，做好人身和設(shè)備的安全防護(hù)。針對環(huán)境潮濕、多雨，為保證電機(jī)不因受潮影、進(jìn)水影響其投運(yùn)或安全運(yùn)行，應(yīng)制定具體的電機(jī)防潮措施，加強(qiáng)設(shè)備的巡視檢修，確保設(shè)備長期可靠安全運(yùn)行；設(shè)備做好了安全運(yùn)行，才能提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益。